(57)【要約】  触覚フィードバックアクチュエータ１００は、全般的に、ストッパ１０２と、減衰器１０４と、ストッパ１０２と減衰器１０４の間のハンマ経路１０６と、ハンマ経路１０６に対して固定取り付けされたコイル素子１０８と、ハンマ経路１０６に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマ１１０とを有する。磁気ハンマ１１０は２つの反対側の端部を有する。磁気ハンマ１１０のそれぞれの端部は、対応した永久磁石を有する。２つの永久磁石は反対の極性を有する。磁気ハンマ１１０は、コイル素子１０８を作動させたときに発せられる磁界によって、コイル素子１０８を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向にハンマ経路１０６に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能である。ストッパ１０２は、磁気ハンマ１１０を止めるように適合された衝突面１１２を有し、減衰器１０４は、磁気ハンマ１１０が減衰器１０４に向かって長手方向にスライドしたときに、磁気ハンマ１１０を減速するように適合されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストッパと、減衰器と、前記ストッパと前記減衰器の間のハンマ経路と、前記ハンマ経路に対して固定取り付けされたコイル素子と、前記ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマとを有する触覚フィードバックアクチュエータであって、前記磁気ハンマが２つの反対側の端部を有しており、前記磁気ハンマのそれぞれの端部が、対応した永久磁石を有しており、前記２つの永久磁石が反対の極性を有しており、前記磁気ハンマは、前記コイル素子を作動させたときに発せられる磁界によって、前記コイル素子を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向に前記ハンマ経路に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能であり、前記ストッパは、前記磁気ハンマを止めるように適合された衝突面を有し、前記減衰器は、前記磁気ハンマが前記減衰器に向かって長手方向にスライドしたときに、前記磁気ハンマを減速するように適合されていることを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の触覚フィードバックアクチュエータであって、前記減衰器が、強磁性要素と、ハンマを斥ける極を有する減衰器磁石とを含む磁気減衰組立体であることを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項３】
請求項２に記載の触覚フィードバックアクチュエータであって、前記強磁性要素および前記減衰器磁石は、前記コイル素子が作動していないときに、前記強磁性要素および前記減衰器磁石によって前記磁気ハンマに加えられる全体的な力が、
ｉ）前記磁気ハンマの一部分が前記ハンマ経路に沿った静止位置にあるときには相互に打ち消され、
ｉｉ）前記磁気ハンマの前記一部分が前記静止位置と前記ストッパとの間にあるときには前記磁気ハンマを引き寄せ、
ｉｉｉ）前記磁気ハンマの前記一部分が前記静止位置と前記磁気減衰組立体との間にあるときには前記磁気ハンマを斥けるような態様で、配置されることを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項４】
請求項２に記載の触覚フィードバックアクチュエータであって、前記磁気減衰組立体の前記強磁性要素が、ハンマを引き寄せる極を有する引き寄せ器磁石を含んでいることを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項５】
請求項４に記載の触覚フィードバックアクチュエータであって、前記強磁性要素の前記引き寄せ器磁石と、前記減衰器磁石が、前記ハンマ経路に沿って離間していることを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１に記載の触覚フィードバックアクチュエータであって、前記減衰器が機械減衰器であり、前記機械減衰器が少なくとも１つのばねを含んでおり、前記少なくとも１つのばねのそれぞれが、前記ストッパとは反対の前記ハンマ経路の端部に対して固定された第１の端部、および前記磁気ハンマに係合した第２の端部を有していることを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項７】
請求項６に記載の触覚フィードバックアクチュエータであって、前記少なくとも１つのばねは、前記コイル素子が作動していないときに、前記少なくとも１つのばねによって前記磁気ハンマに加えられる全体的な力が、
ｉ）前記磁気ハンマの一部分が前記ハンマ経路に沿った静止位置にあるときには相互に打ち消され、
ｉｉ）前記磁気ハンマの前記一部分が前記静止位置と前記ストッパとの間にあるときには前記磁気ハンマを引き寄せ、
ｉｉｉ）前記磁気ハンマの前記一部分が前記静止位置と前記機械減衰器との間にあるときには前記磁気ハンマを斥けるような態様で、配置されることを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項８】
請求項６に記載の触覚フィードバックアクチュエータであって、前記少なくとも１つのばねが、ばねマウントであることを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項９】
請求項６に記載の触覚フィードバックアクチュエータであって、前記少なくとも１つのばねが強磁性であり、前記少なくとも１つのばねのそれぞれのばねの第２の端部が、前記磁気ハンマの前記２つの永久磁石のうちの隣接した磁石に磁気的に係合することを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項１０】
請求項６に記載の触覚フィードバックアクチュエータであって、前記少なくとも１つのばねの前記第２の端部が、前記磁気ハンマの前記２つの永久磁石のうちの隣接した磁石に機械的に付けられていることを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１に記載の触覚フィードバックアクチュエータであって、前記ストッパに対して固定されたハンマ経路案内部をさらに備えており、前記ハンマ経路案内部が、前記磁気ハンマを前記ハンマ経路に沿ってどちらの方向にも長手方向に案内するように、前記コイル素子内で、前記磁気ハンマの周りにぴったりと、前記ハンマ経路に沿って提供されることを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１に記載の触覚フィードバックアクチュエータであって、前記減衰器は、前記磁気ハンマが前記減衰器に向かって移動するにつれて次第に増大する対向力を作用させることを特徴とする、触覚フィードバックアクチュエータ。
【請求項１３】
触覚フィードバックアクチュエータを操作する方法であって、前記触覚フィードバックアクチュエータが、ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマと、前記ハンマ経路の一方の端部の近位にある減衰器と、コイル素子とを有し、前記方法が、
ａ）前記ハンマ経路に沿って前記減衰器に向かう方向に前記磁気ハンマを加速するために、所与の持続時間にわたって第１の極性で前記コイル素子を作動させるステップと、
ｂ）少なくとも部分的に前記減衰器によって、近づいてくる前記磁気ハンマを減速し、次いで前記ハンマ経路に沿って前記減衰器から離れる方向に前記磁気ハンマを加速するステップと、
ｃ）前記ハンマ経路に沿って前記減衰器に向かう方向に前記磁気ハンマを加速するために、所与の持続時間にわたって前記第１の極性で前記コイル素子を作動させるステップと、
ｄ）前記ステップｂ）およびｃ）を繰り返して触覚フィードバックを生成するステップとを備えることを特徴とする、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記ステップｂ）が、
所与の持続時間にわたって前記コイル素子を停止状態に維持するステップを含むことを特徴とする、方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法であって、前記ステップｂ）が、
前記コイル素子を所与の持続時間にわたって第２の極性で作動させるステップを含んでおり、前記第１の極性での作動と前記第２の極性での作動は、振幅および持続時間のうちの少なくとも１つにおいて異なっていることを特徴とする、方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法であって、前記触覚フィードバックアクチュエータが、前記ハンマ経路の別の端部にストッパを含んでおり、前記第２の極性での作動によって、前記磁気ハンマが前記磁気ハンマに衝突して触覚フィードバックおよび可聴フィードバックを生成することを特徴とする、方法。
【請求項１７】
ハウジングと、前記ハウジングの内側に取り付けられた触覚フィードバックアクチュエータとを備える電子デバイスであって、前記触覚フィードバックアクチュエータが、ストッパと、減衰器と、前記ストッパと前記減衰器の間のハンマ経路と、前記ハウジングに対して固定取り付けされたコイル素子と、前記ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマとを有し、前記磁気ハンマが２つの反対側の端部を有しており、前記磁気ハンマのそれぞれの端部が、対応した永久磁石を有しており、前記２つの永久磁石が反対の極性を有しており、前記磁気ハンマは、前記コイル素子を作動させたときに発せられる磁界によって、前記コイル素子を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向に前記ハンマ経路に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能であり、前記ストッパは、前記磁気ハンマを止めるように適合された衝突面を有し、前記減衰器は、前記磁気ハンマが前記減衰器に向かって長手方向にスライドしたときに、前記磁気ハンマを減速するように適合されていることを特徴とする、電子デバイス。
【請求項１８】
請求項１７に記載の電子デバイスであって、前記減衰器が、強磁性要素と、ハンマを斥ける極を有する減衰器磁石とを含む磁気減衰組立体であることを特徴とする、電子デバイス。
【請求項１９】
請求項１８に記載の電子デバイスであって、前記強磁性要素および前記減衰器磁石は、前記コイル素子が作動していないときに、前記強磁性要素および前記減衰器磁石によって前記磁気ハンマに加えられる全体的な力が、
ｉ）前記磁気ハンマの一部分が前記ハンマ経路に沿った静止位置にあるときには相互に打ち消され、
ｉｉ）前記磁気ハンマの前記一部分が前記静止位置と前記ストッパとの間にあるときには前記磁気ハンマを引き寄せ、
ｉｉｉ）前記磁気ハンマの前記一部分が前記静止位置と前記磁気減衰組立体との間にあるときには前記磁気ハンマを斥けるような態様で、配置されることを特徴とする、電子デバイス。
【請求項２０】
請求項１７に記載の電子デバイスであって、前記減衰器が機械減衰器であり、前記機械減衰器が少なくとも１つのばねを含んでおり、前記少なくとも１つのばねのそれぞれが、前記ストッパとは反対の前記ハンマ経路の端部に対して固定された第１の端部、および前記磁気ハンマに係合した第２の端部を有していることを特徴とする、電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
改善は全般的に、電子デバイスの分野に関し、より具体的には、電子デバイスで使用するための触覚フィードバックアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
本特許出願は、２０１６年６月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／３５４，５３８号、２０１６年８月３０日に出願された米国非仮特許出願第１５／２５１，３３２号、および２０１６年９月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／４００，４８０号の優先権を主張し、これらの内容は参照により本願に組み込まれる。
【０００３】
機械アクチュエータは、触覚（触感の形態の）フィードバックを提供するために電子デバイスで使用されている。そのような触覚フィードバックは、例えば機械ボタンのないインターフェイス、例えばタッチパッドまたはタッチスクリーンとユーザが対話するときに、機械ボタンの感覚をまねるため、または振動アラートを生成するために使用されることがある。触覚フィードバックアクチュエータの例は、特許文献１に開示されている。
【０００４】
既存の触覚フィードバックアクチュエータは、ある程度までは満足できるものであるが、改善の余地は残っている。例えば、磁気ハンマを制御して振動を生じさせる触覚フィードバックアクチュエータ、および磁気ハンマを選択的に制御して、振動／サイレントモードおよび可聴モードのいずれかを提供することができる触覚フィードバックアクチュエータを提供する際に、改善の余地が残っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公報２０１５／０３４９６１９号明細書
【特許文献２】ＰＣＴ／ＣＡ２０１５／０５１１１０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様によれば、磁気ハンマに静止位置を提供する触覚フィードバックアクチュエータが提供される。静止位置は、電気コイルによって生成された力から独立した力を作用させることによって、実現することができる。この独立した力は、ハンマが減衰側および静止位置から離れるように移動したときに、少なくともある程度まで、ハンマを減衰側に押しやることができる。
【０００７】
一態様によれば、ストッパと、減衰器と、ストッパと減衰器の間のハンマ経路と、ハンマ経路に対して固定取り付けされたコイル素子と、ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマとを有する触覚フィードバックアクチュエータであって、磁気ハンマが２つの反対側の端部を有しており、磁気ハンマのそれぞれの端部が、対応した永久磁石を有しており、２つの永久磁石が反対の極性を有しており、磁気ハンマは、コイル素子を作動させたときに発せられる磁界によって、コイル素子を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向にハンマ経路に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能であり、ストッパは、磁気ハンマを止めるように適合された衝突面を有し、減衰器は、磁気ハンマが減衰器に向かって長手方向にスライドしたときに、磁気ハンマを減速するように適合されている、触覚フィードバックアクチュエータが提供される。
【０００８】
別の態様によれば、触覚フィードバックアクチュエータを操作する方法であって、触覚フィードバックアクチュエータが、ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマと、ハンマ経路の一方の端部の近位にある減衰器と、コイル素子とを有し、方法が、ａ）ハンマ経路に沿って減衰器に向かう方向に磁気ハンマを加速するために、所与の持続時間にわたって第１の極性でコイル素子を作動させるステップと、ｂ）少なくとも部分的に減衰器によって、近づいてくる磁気ハンマを減速し、次いでハンマ経路に沿って減衰器から離れる方向に磁気ハンマを加速するステップと、ｃ）ハンマ経路に沿って減衰器に向かう方向に磁気ハンマを加速するために、所与の持続時間にわたって第１の極性で前記コイル素子を作動させるステップと、ｄ）ステップｂ）およびｃ）を繰り返して触覚フィードバックを生成するステップとを備える、方法が提供される。
【０００９】
別の態様によれば、ハウジングと、ハウジングの内側に取り付けられた触覚フィードバックアクチュエータとを備える電子デバイスであって、触覚フィードバックアクチュエータが、ストッパと、減衰器と、ストッパと減衰器の間のハンマ経路と、ハウジングに対して固定取り付けされたコイル素子と、ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマとを有しており、磁気ハンマが２つの反対側の端部を有しており、磁気ハンマのそれぞれの端部が、対応した永久磁石を有しており、２つの永久磁石が反対の極性を有しており、磁気ハンマは、コイル素子を作動させたときに発せられる磁界によって、コイル素子を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向にハンマ経路に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能であり、ストッパは、磁気ハンマを止めるように適合された衝突面を有し、減衰器は、磁気ハンマが減衰器に向かって長手方向にスライドしたときに、磁気ハンマを減速するように適合されている、電子デバイスが提供される。
【００１０】
別の態様によれば、ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマであって、ハンマが２つの反対側の端部を有しており、ハンマのそれぞれの端部が対応したハンマ磁石を有し、２つのハンマ磁石が反対の極性を有している磁気ハンマと、コイル素子であって、コイル素子を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちの所与の方向にハンマ経路に沿って磁気ハンマによって動かされるように、磁気ハンマに電磁的に係合する磁界を生成するように作動可能なコイル素子と、ハンマ経路の一方の端部の近位にある減衰器であって、減衰器が、強磁性要素と、ハンマを斥ける極を有する減衰器磁石とを有しており、強磁性要素および減衰器磁石は、コイル素子が作動されない状態では、強磁性要素および減衰器磁石によって磁気ハンマに加えられる全体的な力が、磁気ハンマの一部分がハンマ経路に沿った静止位置にあるときには打ち消され、磁気ハンマの一部分が静止位置とストッパとの間にあるときには磁気ハンマを引き寄せ、磁気ハンマの一部分が静止位置と減衰器との間にあるときには磁気ハンマを斥けるような態様で、配置される、減衰器と、を有する触覚フィードバックアクチュエータが提供される。
【００１１】
別の態様によれば、ストッパと、減衰器と、ストッパと減衰器の間のハンマ経路と、ハンマ経路に対して固定取り付けされたコイル素子と、ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマとを有する触覚フィードバックアクチュエータであって、磁気ハンマは、コイル素子を作動させたときに発せられる磁界によって、コイル素子を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向にハンマ経路に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能であり、ストッパは、磁気ハンマを止めるように適合された衝突面を有し、減衰器は、磁気ハンマが減衰器に向かって長手方向にスライドしたときに、磁気ハンマを減速するように適合されている、触覚フィードバックアクチュエータが提供される。いくつかの実施形態では、磁気ハンマは２つの反対側の端部を有しており、磁気ハンマのそれぞれの端部は、対応した永久磁石を有しており、２つの永久磁石は反対の極性を有している。いくつかの他の実施形態では、磁気ハンマは、ハンマ経路に沿って整合した少なくとも１つの永久磁石を有しており、磁気ハンマは、磁気ハンマが静止位置にあるときに、ハンマ経路に沿ってコイル素子の中心からずれた中心を有している。
【００１２】
別の態様によれば、ハウジングと、ハウジングの内側に取り付けられた触覚フィードバックアクチュエータとを備える電子デバイスであって、触覚フィードバックアクチュエータが、ストッパと、減衰器と、ストッパと減衰器の間のハンマ経路と、ハウジングに対して固定取り付けされたコイル素子と、ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマとを有し、磁気ハンマは、コイル素子を作動させたときに発せられる磁界によって、コイル素子を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向にハンマ経路に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能であり、ストッパは、磁気ハンマを止めるように適合された衝突面を有し、減衰器は、磁気ハンマが減衰器に向かって長手方向にスライドしたときに、磁気ハンマを減速するように適合されている、電子デバイスが提供される。いくつかの実施形態では、磁気ハンマは２つの反対側の端部を有しており、磁気ハンマのそれぞれの端部は、対応した永久磁石を有しており、２つの永久磁石は反対の極性を有している。いくつかの他の実施形態では、磁気ハンマは、ハンマ経路に沿って整合した少なくとも１つの永久磁石を有しており、磁気ハンマは、磁気ハンマが静止位置にあるときに、ハンマ経路に沿ってコイル素子の中心からずれた中心を有している。
【００１３】
別の態様によれば、第１の磁気減衰組立体、第２の磁気減衰組立体を有する触覚フィードバックアクチュエータであって、第１および第２の磁気減衰組立体が、強磁性要素と、ハンマを斥ける極を有する減衰器磁石と、第１と第２の減衰組立体の間のハンマ経路と、ハンマ経路に対して固定取り付けされたコイル素子と、ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマとを含んでおり、磁気ハンマは、コイル素子を作動させたときに発せられる磁界によって、コイル素子を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向にハンマ経路に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能であり、第１および第２の減衰組立体は、磁気ハンマが、第１および第２の減衰組立体のうちの対応した組立体に向かって長手方向にスライドしたときに、磁気ハンマを減速するように適合されている、触覚フィードバックアクチュエータが提供される。
【００１４】
別の態様によれば、ハンマ経路の第１と第２の端部間に延在しているハンマ経路と、ハンマ経路の第１の端部にある第１の減衰器と、ハンマ経路に対して固定取り付けされたコイル素子と、ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマとを有する触覚フィードバックアクチュエータであって、磁気ハンマは、コイル素子を作動させたときに発せられる磁界によって、コイル素子を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向にハンマ経路に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能であり、第１の減衰器は、磁気ハンマが、第１の減衰器に向かって長手方向にスライドしたときに、磁気ハンマを減速するように適合されている、触覚フィードバックアクチュエータが提供される。いくつかの実施形態では、触覚フィードバックアクチュエータは、ハンマ経路の第２の端部にストッパを備えており、ストッパは、磁気ハンマを止めるように適合された衝突面を有している。いくつかの他の実施形態では、触覚フィードバックアクチュエータは、ハンマ経路の第２の端部に第２の減衰器を備えており、第２の減衰器は、磁気ハンマが第２の減衰器に向かって長手方向にスライドしたときに磁気ハンマを減速するように適合されている。これらの実施形態では、第１の減衰器は、第１の磁気減衰組立体とすることができ、第２の減衰器は、第２の磁気減衰組立体とすることができる。
【００１５】
別の態様によれば、ハウジングと、ハウジングの内側に取り付けられた触覚フィードバックアクチュエータとを備える電子デバイスであって、触覚フィードバックアクチュエータが、ハンマ経路の第１の端部と第２の端部の間に延在しているハンマ経路と、ハンマ経路の第１の端部にある第１の減衰器と、ハウジングに対して固定取り付けされたコイル素子と、ハンマ経路に沿って動くように案内可能に取り付けられた磁気ハンマと有しており、磁気ハンマは、コイル素子を作動させたときに発せられる磁界によって、コイル素子を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向にハンマ経路に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能であり、第１の減衰器は、磁気ハンマが、第１の減衰器に向かって長手方向にスライドしたときに、磁気ハンマを減速するように適合されている、電子デバイスが提供される。いくつかの実施形態では、触覚フィードバックアクチュエータは、ハンマ経路の第２の端部にストッパを備えており、ストッパは、磁気ハンマを止めるように適合された衝突面を有している。いくつかの他の実施形態では、触覚フィードバックアクチュエータは、ハンマ経路の第２の端部に第２の減衰器を備えており、第２の減衰器は、磁気ハンマが第２の減衰器に向かって長手方向にスライドしたときに磁気ハンマを減速するように適合されている。これらの実施形態では、第１の減衰器は、第１の磁気減衰組立体とすることができ、第２の減衰器は、第２の磁気減衰組立体とすることができる。
【００１６】
本改善に関する多くのさらなる特徴およびそれらの組合せが、本開示を読んだ後、当業者にとって明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態による、触覚フィードバックアクチュエータを組み込んだ電子デバイスの例の上面図である。
【図２】一実施形態による、図１の触覚フィードバックアクチュエータの第１の例の上面図である。
【図２Ａ】図２の２Ａ−２Ａ線に沿った図１の触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線に沿った図１の触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図２Ｃ】図２の２Ｃ−２Ｃ線に沿った図１の触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図３】周りの例示的な磁界線を示している、図２の触覚フィードバックアクチュエータの磁気ハンマの上面図である。
【図４Ａ】コイル素子が第１の極性で作動されたときの周りの例示的な磁界線を示している、図２の触覚フィードバックアクチュエータのコイル素子の断面図である。
【図４Ｂ】コイル素子が第２の極性で作動されたときの周りの例示的な磁界線を示している、図２の触覚フィードバックアクチュエータのコイル素子の断面図である。
【図５Ａ】磁気ハンマが右側に振れている間の異なる瞬間における、図２の触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図５Ｂ】磁気ハンマが右側に振れている間の異なる瞬間における、図２の触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図６Ａ】磁気ハンマが左側に振れている間の異なる瞬間における、図２の触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図６Ｂ】磁気ハンマが左側に振れている間の異なる瞬間における、図２の触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図７Ａ】触覚フィードバックと可聴フィードバックの両方を生成するように触覚フィードバックアクチュエータのコイル素子を作動させるために使用することができる例示的な周期的作動関数を示すグラフである。
【図７Ｂ】触覚フィードバックだけを生成するように触覚フィードバックアクチュエータのコイル素子を作動させるために使用することができる例示的な周期的作動関数を示すグラフである。
【図７Ｃ】図７Ｂの作動関数を使用して生成された触覚フィードバックよりも強度が増した触覚フィードバックを生成するように触覚フィードバックアクチュエータのコイル素子を作動させるために使用することができる例示的な周期的作動関数を示すグラフである。
【図８】一実施形態による、触覚フィードバックアクチュエータの第２の例の断面図である。
【図９】一実施形態による、ばねマウントを含む触覚フィードバックアクチュエータの第３の例の断面図である。
【図１０Ａ】一実施形態による、板ばねを含む触覚フィードバックアクチュエータの第４の例の断面図である。
【図１０Ｂ】曲がった状態の板ばねを示している、図１０Ａの触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図１０Ｃ】伸びた状態の板ばねを示している、図１０Ａの触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図１１Ａ】一実施形態による、接触ばねを含む触覚フィードバックアクチュエータの第５の例の断面図である。
【図１１Ｂ】曲がった状態の接触ばねを示している、図１１Ａの触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図１２Ａ】一実施形態による、はさみばね（ｓｃｉｓｓｏｒ  ｓｐｒｉｎｇ）を含む触覚フィードバックアクチュエータの第６の例の断面図である。
【図１２Ｂ】曲がった状態のはさみばねを示している、図１２Ａの触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図１２Ｃ】伸びた状態のはさみばねを示している、図１２Ａの触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図１３Ａ】一実施形態による、中央の静止位置にある磁気ハンマを示している、屈曲部（ｆｌｅｘｕｒｅ）を含む触覚フィードバックアクチュエータの第７の例の断面図である。
【図１３Ｂ】第１の静止位置にある磁気ハンマを示している、図１３Ａの触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図１３Ｃ】第２の静止位置にある磁気ハンマを示している、図１３Ａの触覚フィードバックアクチュエータの断面図である。
【図１４】一実施形態による、単一の永久磁石を含む磁気ハンマを有する触覚フィードバックアクチュエータの第８の例の断面図である。
【図１５】周りの例示的な磁界線を示している、図１４の磁気ハンマの上面図である。
【図１６Ａ】磁気ハンマが左側に振れている間の異なる瞬間における、図１４の触覚磁気アクチュエータの断面図である。
【図１６Ｂ】磁気ハンマが左側に振れている間の異なる瞬間における、図１４の触覚磁気アクチュエータの断面図である。
【図１７Ａ】磁気ハンマが右側に振れている間の異なる瞬間における、図１４の触覚磁気アクチュエータの断面図である。
【図１７Ｂ】磁気ハンマが右側に振れている間の異なる瞬間における、図１４の触覚磁気アクチュエータの断面図である。
【図１８】一実施形態による、整合した極性を有する複数の永久磁石を含む磁気ハンマを有する触覚フィードバックアクチュエータの第９の例の断面図である。
【図１９】一実施形態による、触覚フィードバックアクチュエータのハンマ経路のそれぞれの側に磁気減衰器を有する触覚フィードバックアクチュエータの第１０の例の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、触覚フィードバックを提供するように操作することができるアクチュエータ１００の第１の例を示している。
【００１９】
描かれているように、アクチュエータ１００は、携帯型電子デバイス１０（例えばスマートフォン、タブレット、リモコンなど）に含めることができる。アクチュエータ１００は、従来の振動生成器（例えば圧電アクチュエータ）に代わって、電子デバイス１０において振動／ブザー／可聴機能を提供するために使用することもできる。
【００２０】
電子デバイス１０は全般的にハウジング１２を有しており、それに触覚入力インターフェイス１４が提供される。例えば、触覚入力インターフェイス１４は、（静電容量タイプまたは抵抗タイプの）タッチ感応センサまたは圧力センサとすることができる。触覚入力インターフェイス１４は、タッチスクリーンディスプレイを含むことができる。この例に示されるように、ハウジング１２は、アクチュエータ１００およびコントローラ１６を収容し、包囲している。コントローラ１６は、触覚入力インターフェイス１４およびアクチュエータ１００と通信する。コントローラ１６は、電子デバイス１０のコンピュータの一部分とすることができ、および／または別個のマイクロコントローラの形態で提供することができる。電子デバイス１０は、従来の電子デバイスに見られるものなどの他の電子構成要素を含むことができることに留意されたい。圧力感応性のユーザインターフェイスを組み込んだ電子デバイスの例は、特許文献２に記述されている。
【００２１】
コントローラ１６は、アクチュエータ１００を操作するために使用することができる。例えば使用中、触覚入力インターフェイス１４は、ユーザによるタッチを受け取ることができ、それによりインターフェイス１４が信号をコントローラ１６に送信し、次いでコントローラ１６が、タッチに応答して、触覚フィードバック、可聴フィードバック、またはそれらの両方を提供するようにアクチュエータ１００を操作する。
【００２２】
理解され得るように、図２はアクチュエータ１００の上面図であり、図２Ａは、図２の２Ａ−２Ａ線に沿ったアクチュエータ１００の断面図であり、図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線に沿ったアクチュエータ１００の断面図であり、図２Ｃは、図２の２Ｃ−２Ｃ線に沿ったアクチュエータ１００の断面図である。
【００２３】
描かれているように、アクチュエータ１００は、ストッパ１０２と、減衰器１０４と、ストッパ１０２と減衰器１０４の間のハンマ経路１０６と、ストッパ１０２および減衰器１０４によって画成されたハンマ経路に対して固定取り付けされたコイル素子１０８とを有する。磁気ハンマ１１０は、ハンマ経路１０６に沿って動くように案内可能に取り付けられる。
【００２４】
以下で記述するように、磁気ハンマ１１０は、コイル素子１０８を作動させたときに発せられる磁界によって、コイル素子１０８を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向にハンマ経路１０６に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能である。
【００２５】
ストッパ１０２は、磁気ハンマ１１０がストッパ１０２に向かって長手方向にスライドしたときに、磁気ハンマ１１０を止めるように適合された衝突面１１２を有する。いくつかの実施形態では、可聴フィードバックと触覚フィードバックの両方は、磁気ハンマ１１０がストッパ１０２の衝突面１１２に衝突したときに生成される。
【００２６】
減衰器１０４は、磁気ハンマ１１０が減衰器１０４に向かって長手方向にスライドしたときに、磁気ハンマ１１０を減速するという第１の機能を有する。したがって、磁気ハンマ１１０が減衰器１０４によって減速されたときには、触覚フィードバックだけが生成される。減衰器１０４は、磁気ハンマ１１０に静止位置（図２Ｂに示されている）を提供するという第２の機能を有することができ、ここで磁気ハンマ１１０は、コイル素子１０８が停止されたときにハンマ経路１０６に沿って安定平衡な状態になる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、ストッパ１０２、減衰器１０４、およびコイル素子１０８は、ハウジング１２に固定取り付けされる。しかし、いくつかの他の実施形態では、ストッパ１０２、減衰器１０４、およびコイル素子１０８は、電子デバイス１０の内部に固定取り付けされる。
【００２８】
磁気ハンマ１１０は、実施形態に応じて異なる態様でコイル素子１０８に対して案内可能に取り付けられてもよい。例えば、図示されている実施形態では、ハンマ経路案内部１１４が、ストッパ１０２、減衰器１０４、およびコイル素子１０８に対して固定取り付けされる。より具体的には、ハンマ経路案内部１１４は、磁気ハンマ１１０をどちらの方向にも長手方向に案内するように、コイル素子１０８内で、磁気ハンマ１１０の周りにぴったりと、ハンマ経路１０６に沿って提供される。図２Ａで最もよくわかるように、ハンマ経路案内部１１４はスリーブの形態で提供される。この例では、磁気ハンマ１１０は、磁気ハンマ１１０がスライド可能に受けられる中空の中央空洞１１６を画成している。任意の他の適切なタイプのハンマ経路案内部を使用することができる。以下でさらに記述するように、そのようなハンマ経路案内部は、いくつかの実施形態では省略することができる。
【００２９】
図示されているように、コイル素子１０８は、信号源１２４によって作動される。コイル素子１０８と磁気ハンマ１１０の電磁的な係合は、以下のパラグラフで記述される。
【００３０】
より具体的には、ここで図２Ｂを参照すると、磁気ハンマ１１０は２つの反対側の端部１１８Ｌ、１１８Ｒを有する。磁気ハンマ１１０のそれぞれの端部１１８Ｌ、１１８Ｒは、２つの永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒのうちの対応した磁石を有する。描かれているように、永久磁石１２０Ｌはストッパ１０２の近位に設けられ、永久磁石１２０Ｒは、減衰器１０４の近位に設けられる。
【００３１】
わかりやすくするために、本開示では、文字Ｌで識別される参照符号はページの左手側に示されている要素を指し、文字Ｒで識別される参照符号はページの右手側に示されている要素を指すことに留意されたい。例えば、永久磁石１２０Ｌは、２つの永久磁石のうちの第１の永久磁石を指し、ページの左手側に示されている。同様に、永久磁石１２０Ｒは、２つの永久磁石のうちの第２の永久磁石を指し、ページの右手側に示されている。この命名法は、アクチュエータ１００の他の構成要素にも当てはまる。
【００３２】
２つの永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒは反対の極性を有する。理解を容易にするために、そのような永久磁石のＮ極およびＳ極は、対応したタグＮまたはＳで識別される。以下に記述するように、２つの永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒは、それらの磁極が磁気ハンマ１１０に沿ってＳ−Ｎ−Ｎ−Ｓ配置、またはＮ−Ｓ−Ｓ−Ｎ配置を形成するように、反対の極性を有する。
【００３３】
それぞれの永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒは、それぞれが同様の極性配置を共有する１つまたは複数の永久磁石ユニットを含むことができる。例えば、永久磁石１２０Ｌは、２つの永久磁石ユニットのうちの一方のユニットのＮ極が、２つの永久磁石ユニットのうちの他方のユニットのＳ極に当接するように配置された２つの永久磁石ユニットを含むことができる。それぞれの永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒは、ネオジウム−鉄−ホウ素（ＮｄＦｅＢ）、サマリウム−コバルトなどのレアアース材料から、または鉄、ニッケル、もしくは任意の適切な合金から作ることができる。
【００３４】
理解され得るように、磁気ハンマ１１０は、２つの永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒを分離する中間区分１２６を有する。中間区分１２６は、強磁性材料または任意の他の適切な材料から作ることができる。
【００３５】
上述したように、減衰器１０４の第１の機能は、磁気ハンマ１１０がハンマ経路１０６に沿って減衰器１０４に向かって長手方向にスライドするときに磁気ハンマ１１０を減速することとすることができ、減衰器１０４の第２の機能は、図２Ｂに示されるようなストッパ１０２と減衰器１０４の間で磁気ハンマ１１０が安定平衡な状態になる静止位置を提供することとすることができる。
【００３６】
減衰器１０４の多くの実施形態を提供することができ、それらのうちの一部が以下で記述される。記述するように、減衰器１０４などのいくつかの例示的な減衰器は、磁気減衰だけを使用してこれらの機能を実現し、いくつかの他の例示的な減衰器は、磁気減衰と機械減衰の両方を使用してこれらの機能を実現する。より具体的には、いくつかの実施形態では、第１と第２の機能の両方は、磁気減衰を使用して実現することができる。しかしいくつかの他の実施形態では、第１の機能は、機械減衰、磁気減衰、またはそれらの両方を使用して実現されてもよく、第２の機能は、磁気減衰だけを使用して実現されてもよい。さらに他の実施形態では、第１と第２の機能の両方は、機械減衰を使用して実現することができる。
【００３７】
この例では、減衰器１０４は磁気減衰組立体の形態で提供され、「磁気減衰組立体１０４」と呼ばれる。この例では、磁気減衰組立体１０４は、これらの２つの機能を磁気減衰を使用して実現するように適合される。
【００３８】
より具体的には、磁気減衰組立体１０４は、強磁性要素１３０、およびハンマを斥ける極を有する減衰器磁石１３２を有する。理解されるように、磁気ハンマ１１０の永久磁石１２０Ｒは、磁気ハンマ１１０が磁気減衰組立体１０４に近づくときに、強磁性要素１３０を引き寄せようとする。それに対して、磁気ハンマ１１０の永久磁石１２０Ｒは、磁気ハンマ１１０が磁気減衰組立体１０４に近づくときに、減衰器磁石１３２の、ハンマを斥ける極を退けようとする。
【００３９】
強磁性要素１３０および減衰器磁石１３２は、コイル素子１０８が作動されない状態では、強磁性要素１３０および減衰器磁石１３２によって磁気ハンマ１１０に加えられる全体的な磁力が、ｉ）磁気ハンマ１１０の一部分がハンマ経路１０６に沿った静止位置にあるときには相互に打ち消され、ｉｉ）磁気ハンマ１１０の一部分が静止位置とストッパ１０２との間にあるときには磁気ハンマ１１０を引き寄せ、ｉｉｉ）磁気ハンマ１１０の一部分が静止位置と磁気減衰組立体１０４との間にあるときには磁気ハンマ１１０を斥けるような態様で配置される。
【００４０】
さらに図２Ｂに示された実施形態を参照すると、磁気ハンマ１１０の一部分は、永久磁石１２０Ｒの先端１３６として定義される。しかしこの一部分は、磁気減衰組立体１０４の近位にある永久磁石１２０Ｒの任意の参照部分とすることができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、磁気減衰組立体の強磁性要素１３０は、非磁化強磁性材料を含んでもよい。例えば強磁性要素１３０は鋼から作られてもよい。他の適切な非磁化強磁性材料が適用されてもよい。
【００４２】
しかし、いくつかの実施形態では、磁気減衰組立体１０４の強磁性要素１３０は、ハンマを引き寄せる極を有する永久磁石（「引き寄せ器磁石」と呼ばれる）で部分的に、または全体的に置き換えることができる。これらの実施形態では、引き寄せ器磁石および減衰器磁石１３２は、反対の極性の永久に整合した極を有する。引き寄せ器磁石および減衰器磁石のそれぞれは、ネオジウム−鉄−ホウ素（ＮｄＦｅＢ）、サマリウム−コバルトなどのレアアース材料から、または鉄、ニッケル、もしくは適切な合金から作られてもよい。非磁化強磁性材料の代わりに引き寄せ器磁石を使用することによって、強磁性要素１３０のサイズを小さくしやすくなり、および／またはそれによって、強磁性要素１３０を磁気ハンマ１１０からより遠くに位置づけることが可能になり、これは都合のよいことであり得ることに留意されたい。
【００４３】
この例では、強磁性要素１３０は、実質的に減衰器磁石１３２よりも大きく、それにより、磁気減衰組立体１０４から発せられる磁界の正味の効果は、磁気ハンマ１１０の先端１３６がストッパ１０２と静止位置との間にあるときに、磁気ハンマ１１０の永久磁石１２０Ｒを引き寄せ、磁気減衰組立体１０４に向かって磁気ハンマ１１０を移動させるものである。しかし、磁気ハンマ１１０が磁気減衰組立体１０４の十分近くに（静止位置と磁気減衰組立体１０４との間に）引かれると、磁気ハンマ１１０の永久磁石１２０Ｒに作用する減衰器磁石１３２の斥力が、強磁性要素１３０と磁気ハンマ１１０の永久磁石１２０Ｒとの間の引力を打ち消す。その間で、磁気ハンマ１１０は、図２Ｂに示されるような静止位置で安定平衡な状態になる。同様の効果は、例えば減衰器磁石よりも強力な磁石である引き寄せ器磁石を用いて実現することができる。
【００４４】
この例では、磁気ハンマ１１０および磁気減衰組立体１０４は互いに整合しており、ハンマ経路１０６に実質的に平行である。図２Ｃに示されているように、強磁性要素１３０および減衰器磁石１３２は、シルエット１３８に整合している。
【００４５】
磁気ハンマ１１０をいずれかの方向に移動させるためのコイル素子１０８の作動が、以下で記述される。図３に示されているように、磁気ハンマ１１０の永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒは反対の極性を有しており、したがってこの図に示されるものなどの磁界線を生成する。例えば、理解され得るように、２つの永久磁石１２０Ｌ、１２０ＲのそれぞれのＮ極は、中間区分１２６に向かって内向きに提供され、２つの永久磁石１２０Ｌ、１２０ＲのそれぞれのＳ極は、中間区分１２６から外向きに提供される。
【００４６】
中間区分１２６は任意選択である。例えば、中間区分１２６が省略された実施形態では、２つの永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒは、それらの間の反発力に打ち勝つのに十分な強度で互いに固定される。
【００４７】
図２、図２Ａ、および図２Ｂを再び参照すると、コイル素子１０８は、ハンマ経路案内部１１４の周りに巻かれた所与の直径の導電ワイヤの複数の巻回または巻き１４０を含んでいる。コイル素子１０８は２つのワイヤ端部１４２Ｌ、１４２Ｒを含んでおり、それらに信号源１２４が接続されている。いくつかの実施形態では、コイル素子１０８は、０．２ｍｍゲージの絶縁銅ワイヤの２００〜５００の巻回を含んでいる。これらの実施形態では、ハンマ経路案内部１１４は、約３．２ｍｍの外形を有するスリーブの形態で提供され、中空の中央空洞１１６は、図２Ａで最もよくわかるように約３ｍｍの内径を有する。
【００４８】
示されている実施形態では、２つの永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒは、６ｍｍの長さＬｍ、および３ｍｍ弱の直径の円筒形状を有する（ハンマ経路案内部１１４の中空の中央空洞１１６に通って嵌まるようにサイズ設定されている）。さらのこの実施形態では、中間区分１２６は、７ｍｍの長さ、および２つの永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒのうちの一方と同様の直径の円筒形状を有する。当業者であれば代替的な実施形態の代替的な寸法を選択することができることが、理解されよう。
【００４９】
２つの永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒ、および中間区分１２６の長さは、図２に示されるように、コイル素子１０８の巻き１４０のスパンＳに応じて選択することができる。磁気ハンマ１１０は、永久磁石１２０Ｌがストッパ１０２に当接するときに、永久磁石１２０Ｌがコイル素子１０８によってスパンＳの中央に向かって（右側に）引き寄せられる／引かれるように位置づけられ、永久磁石１２０Ｒが磁気減衰組立体１０４に向かって退けられる／押されるように位置づけられるように、位置づけられることが理解される。同様に、磁気ハンマ１１０が磁気減衰組立体１０４の近位の静止位置に位置づけられたときに、コイル素子１０８が反対の極性で作動されたとき、永久磁石１２０Ｒは、コイル素子１０８によってスパンＳの中心に向かって引き寄せられる／引かれるように位置づけられ、永久磁石１２０Ｌは、ストッパ１０２に向かって退けられる／押されるように位置づけられる。
【００５０】
コイル素子１０８によって生成された磁界は、コイル素子１０８内の電流流れの方向および振幅を決定する信号源１２４（図２に示されている）の出力に応じて変わる。関心の対象は、コイル素子１０８の磁界線の方向、および、コイル素子１０８が２つの永久磁石１２０Ｌ、１２０Ｒのうちの対応した磁石を退けるか、それを引き寄せるかに関して磁気ハンマ１１０に与える影響である。
【００５１】
コイル素子１０８は、信号源１２４を介してワイヤ端部１４２Ｌ、１４２Ｒに所与の電圧Ｖを加えることによって、作動させることができる。作動されると、コイル素子１０８は、コイル素子１０８の両側にＮ極（Ｎ）およびＳ極（Ｓ）のある所与の磁気極性を有する電磁石を形成する。この所与の磁気極性は、ワイヤ端部１４２Ｌ、１４２Ｒに加えられる電圧Ｖを逆にすることによって、反転させることができる。
【００５２】
例えば、図４Ａは、所与の電圧５Ｖがコイル素子１０８に加えられることを示しており、図４Ｂは、所与の電圧−５Ｖがコイル素子１０８に加えられることを示している。言い換えれば、信号源によって加えられる電圧の極性を変えることは、図４Ａおよび図４Ｂに示されているワイヤ端部１４２Ｌ、１４２Ｒ近くの上向きおよび下向きの矢印によって示されるように、コイル素子１０８の導電ワイヤに沿って電流Ｉの流れ方向を反転させること、および電磁石の極性を反転させることに等しい。
【００５３】
読みやすくするために、以下のパラグラフでは、図４Ａに示されているコイル素子１０８の作動は、「第１の極性での作動」と呼ぶことができ、図４Ｂに示されているコイル素子１０８の作動は、「第２の極性での作動」と呼ぶことができる。第１の極性は、第１の極性の極性とは反対である。
【００５４】
アクチュエータ１００の動作中、図５Ａおよび図５Ｂを参照して以下で詳述するように、磁気ハンマ１１０を磁気減衰組立体１０４に向かって移動させるようにコイル素子１０８を作動させることができ、その場合には、磁気減衰組立体１０４が、磁気ハンマ１１０と磁気減衰組立体１０４との衝突を防止するために磁気ハンマ１１０の動きを減衰して、触覚フィードバックは提供されるが可聴フィードバックは提供されない。
【００５５】
図５Ａおよび図５Ｂは、磁気ハンマ１１０の移動シーケンスの例を示しており、磁気ハンマ１１０は最初に、磁気減衰組立体１０４の近位の静止位置に静止しており、コイル素子１０８の作動に応答して磁気減衰組立体１０４に向かって右向きに移動し、コイル素子１０８が停止されると、磁気減衰組立体１０４によって退けられて静止位置に戻る。
【００５６】
より具体的には、図５Ａおよび図５Ｂは、移動シーケンス中の異なる瞬間ｔ１〜ｔ５のスナップショットを含んでおり、ｔ５＞ｔ４＞ｔ３＞ｔ２＞ｔ１である。図５Ａに示されているように、瞬間ｔ１において、磁気ハンマ１１０は静止位置にある。この段階では、コイル素子１０８は作動されていない。磁気ハンマ１１０の永久磁石１２０Ｒに作用する減衰器磁石１３２の斥力が、強磁性要素１３０と磁気ハンマ１１０の永久磁石１２０Ｒとの間の引力を打ち消す。したがって、永久磁石１２０Ｒと強磁性要素１３０の間の磁気引力と、永久磁石１２０Ｒと減衰器磁石１３２の間の磁気斥力の両方が存在しており、それにより磁気ハンマ１１０が静止位置に維持される。
【００５７】
磁気ハンマ１１０の移動をこのシーケンスで開始するために、コントローラは、コイル素子１０８と磁気ハンマ１１０の間で磁力を生成するような態様で、信号源１２４を介してコイル素子１０８に対する第２の極性の電圧（例えば−５Ｖ）によってコイル素子１０８を作動させる。そのようなコイル素子１０８の作動は、瞬間ｔ２およびｔ３の間、維持される。
【００５８】
図５Ａに示されているように、瞬間ｔ２において、コイル素子１０８が作動されたことよって、磁気ハンマ１１０は、静止位置から磁気減衰組立体１０４に向かって所与の速度に加速される。この点では、コイル素子１０８の作動によって、磁気減衰組立体１０４に向かって永久磁石１２０Ｌが引き寄せられ、永久磁石１２０Ｒが退けられる。
【００５９】
図５Ａに示されているように、瞬間ｔ３において、コイル素子１０８が作動されたことよって、コイル素子１１０はなお磁気減衰組立体１０４に向けて永久磁石１２０Ｌを引き寄せ、永久磁石１２０Ｒを退けている。しかし、磁気減衰組立体１０４の減衰器磁石１３２と、永久磁石１２０Ｒとの間の磁気反発力によって、磁気ハンマ１１０が減速し、最後には速度ゼロになって、磁気減衰組立体１０４に衝突するのが回避される。
【００６０】
図５Ｂに示されているように、瞬間ｔ４において、磁気ハンマの先端１３６は静止位置と磁気減衰組立体１０４との間にあり、減衰器磁石１３２と永久磁石１２０Ｒの間の磁気反発力によって、磁気ハンマ１１０は、コイル素子１０８が停止したときでも磁気減衰組立体１０４に衝突することなく「跳ね返り」、静止位置に向かって移動する。このように、触覚フィードバックは生成されるが、可聴フィードバックは生成されない。
【００６１】
図５Ｂに示されているように、瞬間ｔ５において、磁気ハンマ１１０は静止位置に戻り、ここで永久磁石１２０Ｒと強磁性要素１３０の間の磁気引力、および永久磁石１２０Ｒと減衰器磁石１３２との間の磁気反発力の両方によって、磁気ハンマ１１０が静止位置に維持される。
【００６２】
図５Ａおよび図５Ｂに示されているアクチュエータ１００の動作によって、触覚フィードバックを含む第１のフィードバックを作り出すことができる。例えば第１のフィードバックは、アクチュエータ１００を含む電子デバイスのタッチスクリーン上のボタンを押すことに応答して提供され得る。磁気ハンマ１１０の移動は、磁気減衰組立体１０４によって減衰され、磁気ハンマ１１０は磁気減衰組立体１０４に衝突しない。したがって、第１のフィードバックを感じることはできるが、それを聞くことはできない。
【００６３】
その反対に、アクチュエータ１００の動作中、図６Ａおよび図６Ｂを参照して以下で詳述されるように、磁気ハンマ１１０をストッパ１０２に向かって押すようにコイル素子１０８を作動させることができ、その場合には、ストッパ１０２の衝突面１１２は、触覚フィードバックと可聴フィードバック（例えば可聴クリック音）の両方を提供するように、磁気ハンマ１１０の移動を止めることができる。
【００６４】
図６Ａおよび図６Ｂは、磁気ハンマ１１０の別の移動シーケンスの例を示しており、磁気ハンマ１１０は最初に、磁気減衰組立体１０４の近位の第１の静止位置に静止しており、コイル素子１０８の作動に応答してストッパ１０２に向かって左向きに第２の静止位置まで移動する。
【００６５】
より具体的には、図６Ａおよび図６Ｂは、移動シーケンス中の異なる瞬間ｔ６〜ｔ１０のスナップショットを含んでおり、ｔ１０＞ｔ９＞ｔ８＞ｔ７＞ｔ６である。図６Ａに示されているように、瞬間ｔ６において、磁気ハンマ１１０は第１の静止位置にある。この段階では、コイル素子１０８は作動されていない。永久磁石１２０Ｒと強磁性要素１３０の間の磁気引力と、永久磁石１２０Ｒと減衰器磁石１３２の間の磁気斥力の両方によって、磁気ハンマ１１０が第１の静止位置に維持される。
【００６６】
図６Ａに示されているように、瞬間ｔ７において、コイル素子１０８を第１の極性（例えば＋５Ｖ）で作動させることによって、磁気ハンマ１１０は、第１の静止位置からストッパ１０２に向かって所与の速度に加速される。この点で、コイル素子１０８の作動によって、ストッパ１０２に向けて永久磁石１２０Ｌが退けられ、永久磁石１２０Ｒが引き寄せられる。減衰器磁石１３２と、永久磁石１２０Ｒとの間の磁気反発力は、このステップでは助力になり得る。
【００６７】
図６Ａに示されているように、瞬間ｔ８において、コイル素子１０８が作動されたことによって、コイル素子１０８はなおストッパ１０２に向けて永久磁石１２０Ｌを退け、永久磁石１２０Ｒを引き寄せる。
【００６８】
図６Ｂに示されているように、瞬間ｔ９において、磁気ハンマ１１０は所与の速度でストッパ１０２の衝突面１１２に衝突し、それにより磁気ハンマ１１０の移動が止まる。
【００６９】
図６Ａおよび図６Ｂに示されているアクチュエータ１００の動作によって、触覚フィードバックと可聴フィードバックの両方を含む第２のフィードバックを作り出すことができる。例えば第２のフィードバックは、アクチュエータ１００を含む電子デバイスのタッチスクリーン上のボタンを押すことに応答して提供され得る。ストッパ１０２に対する磁気ハンマ１１０の衝突は、例えばボタンが押下される音（例えばクリック音またはタップ音）をまねるために、可聴であってもよい。したがって第２のフィードバックは、感じかつ聞くことができる。いくつかの実施形態では、第１のフィードバック（すなわち振動）は、第２のフィードバックより弱い。これは、電子デバイスがサイレントモードの場合、またはそれほど目立たないフィードバックを提供するために、望ましいものであり得る。
【００７０】
図６Ｂに示されているように、瞬間ｔ９において、いくつかの実施形態では磁気ハンマ１１０は第２の静止位置に維持され、ここで永久磁石１２０Ｌは、コイル素子１０８が停止されたときでも、ストッパ１０２の衝突面１１２に当接する。これらの実施形態では、磁気ハンマ１１０は、磁気引力によって第２の静止位置に維持される。
【００７１】
例えば、これらの実施形態では、ストッパ１０２は、それと一体に作られた強磁性部分１４４を有する。ストッパ１０２は、磁気ハンマ１１０の永久磁石１２０Ｌによって磁気的に引き寄せられるように、全体的にまたは部分的に強磁性材料（例えば、鉄、ニッケル、コバルト、それらの合金）から作られ得る。しかし、示されている実施形態では、ストッパ１０２は、ストッパ１０２の強磁性部分１４４に一体に作られた非強磁性部分１４６を有している。
【００７２】
ストッパ１０２の強磁性部分１４４は、磁気ハンマ１１０を第２の静止位置に維持するのに十分なほど大きいが、必要なときにコイル素子１０８が磁気ハンマ１１０を第２の静止位置から引き離すように誘導することができるほど十分小さくなるように、サイズ設定され得る。例えば、ストッパ１０２の強磁性部分１４４は、鋼板とすることができる。
【００７３】
ストッパ１０２の非強磁性部分１４６は、磁気ハンマ１１０を引き寄せないように、非強磁性材料（例えばアルミニウム）から作ることができる。ストッパ１０２の非強磁性部分１４６は、磁気ハンマ１１０がストッパ１０２に衝突したときに生じる力／振動を伝達する材料から作ることができる。図２を再び参照すると、ストッパ１０２、より具体的にはその非強磁性部分１４６は、電子デバイス１０のハウジング１２にアクチュエータ１００を機械に結合して、力／振動をそのような構成要素を通して伝達するように、ハウジング１２に対して固定取り付けされている。いくつかの実施形態では、ストッパ１０２は強磁性材料だけから作ることができる。しかしこの場合には、ストッパ１０２は、磁気ハンマ１１０とストッパ１０２の間の磁気引力が、磁気ハンマ１１０を第２の静止位置からどかすことをコイル素子１０８に許容し得るように、適合される。
【００７４】
理解されるように、コイル素子１０８が作動していないとき、磁気ハンマ１１０は、磁気引力および磁気反発力の組合せによって第１の静止位置に維持され得る、または磁気ハンマ１１０は、磁気引力によって第２の静止位置に位置され得る。
【００７５】
いくつかの他の実施形態では、ストッパ１０２は、強磁性ではない材料（例えばアルミニウム）から作ることができる。この場合、アクチュエータ１００は、磁気減衰組立体１０４の近位の第１の静止位置だけを有する。ストッパ１０２の材料は、磁気ハンマ１１０がその衝突面１１２に衝突したときに生じる音のために、選択することができる。
【００７６】
アクチュエータ１００は、上述した移動シーケンスのいずれかを、点状フィードバックを提供するように点状に実行する、または所与の持続時間にわたって一連の点状フィードバックを提供するように連続的に実行するように、操作され得ることに留意されたい。
【００７７】
例えば、アクチュエータ１００は、図６Ａおよび図６Ｂに示されている移動シーケンスを実行するように操作され得、この場合磁気ハンマ１１０は、所与の持続時間にわたって一連の点状フィードバックを提供するように、連続的に第１の静止位置から第２の静止位置に移動する。そのような移動は、磁気ハンマ１１０が磁気減衰組立体１０４の近位の第１の静止位置からストッパ１０２に向かって、ストッパ１０２に当接した第２の静止位置に移動するまでは、第１の極性の電圧でコイル素子１０８を作動させ、その後、磁気ハンマ１１０が移動して磁気減衰組立体１０４の近位の第１の静止位置に戻るまでは、第２の極性の電圧でコイル素子１０８を作動させることによって、実現することができる。この特定の移動によって、触覚フィードバックおよび可聴フィードバックを含む第２のフィードバックが生じ、次いで、触覚フィードバックだけを含む第１のフィードバックが生じ、その後、磁気ハンマ１１０の移動を止めることができる。
【００７８】
アクチュエータ１００は、一連のフィードバックを作り出すように操作することができる。この挙動を使用して、電子デバイス１０において振動を作り出ことができる。
【００７９】
例えば、図７Ａは、ストッパ１０２と磁気減衰組立体１０４の間で磁気ハンマ１１０を発振させて第１のフィードバックと第２のフィードバックを交互に提供するために、信号源によって経時的にコイル素子１０８に加えられ得る電圧を表している例示的な作動関数を示しており、これは、一連の可聴クリック音またはタップ音を伴う振動と言い換えることができる。そのような発振移動は、所与の時間量にわたって連続して実行される複数の半サイクル（半周期Ｔ／２）または全サイクル（周期Ｔ）を含んでいる。この例では、磁気ハンマ１１０は、第２の静止位置からスタートする。
【００８０】
あるいは、図７Ｂは、第１の静止位置と磁気減衰組立体１０４の間で磁気ハンマ１１０を発振させて、跳ね返るたびに第１のフィードバックを提供するために、信号源によって経時的にコイル素子１０８に加えられ得る電圧を表している例示的な作動関数を示している。理解され得るように、コイル素子１０８の作動は、所与の持続時間にわたってコイル素子１０８を停止状態に維持することを含む。この作動関数は、可聴フィードバックを提供しないより弱い振動を作り出すために使用されてもよい。
【００８１】
図７Ｃは、いかなる可聴フィードバックもないフィードバックを提供するために、信号源によって経時的にコイル素子１０８に加えられ得る電圧を表している別の例示的な作動関数を示している。理解され得るように、コイル素子１０８の作動は、所与の持続時間にわたってコイル素子１０８を第２の極性で作動させること、および所与の持続時間にわたって第１の極性で作動させることを含んでおり、第１の極性での作動と、第２の極性での作動は、振幅および持続時間のうちの少なくとも１つにおいて異なっている。具体的には、この例では、この作動関数は、ストッパ１０２に衝突することなく磁気ハンマ１１０をストッパ１０２と磁気減衰組立体１０４の間で発振させるために使用されてもよい。より具体的には、磁気ハンマ１１０をストッパ１０２に衝突しないようにそれに向かって移動させるために、（持続時間Ａである）＋５Ｖの短パルスが使用され、磁気ハンマ１１０を磁気減衰組立体１０４に向かって移動させるために、（持続時間Ｂである）−５Ｖの長パルスが使用される。
【００８２】
図７Ｃに示されている作動関数は、ハンマ経路１０６のより長い部分にわたって磁気ハンマ１１０が磁気減衰組立体１０４に向かって加速されるように、図７Ｂに示されている作動関数に比べて、振動の振幅を増大させることができる。持続時間Ａは、ストッパ１０２に衝突することなくストッパ１０２の近くに磁気ハンマ１１０を移動させるように、選択される。同様の技法を使用して、磁気ハンマ１１０がストッパ１０２に衝突する力を増大させることができる。特に、コイル素子１０８を第２の方向に作動させて、磁気ハンマ１１０を磁気減衰組立体１０４に向かって移動させ、その後コイル素子１０８の極性を反転させて、磁気ハンマ１１０をストッパ１０２に向かって移動させる（そしてそれに衝突させる）ことができる。実際に、コイル素子１０８の作動が正しいタイミングで行われた場合、磁気減衰組立体１０４の「反動」作用を増幅させて、より大きい速度、およびストッパ１０２に対するより強い衝突を生成することができる。
【００８３】
任意選択で、信号源によって加えられる作動関数の振幅および／またはデューティサイクルは、例えば電子デバイスのコントローラのメモリに記憶されたソフトウェアを使用して調整することができる。例えば、振幅および／または周期を調整して、触覚および／または可聴フィードバックの振動のそれぞれ強度および／または振動数を変更することができる。振動数およびデューティサイクルを制御することができるが、方形波は容易に生成することができることに留意されたい。磁気ハンマとストッパとの間の衝撃を回避するために、磁気ハンマがストッパに衝突する前の、磁気ハンマを減速するのに十分な時間がある瞬間に、コイル素子の極性を変えることができる。正確なタイミングは整調する必要があり得る。別の実施形態では、アクチュエータの一部としておよび／または電子デバイスの一部として提供される位置センサ（例えば磁気ハンマの位置に影響を受ける磁界を検出するためのホール効果センサ）を使用して、引力の影響が補償される。例えばコイル素子を制御するためのフィードバックを提供することである（例えばＰＩＯコントローラなど）。別の実施形態では、コイル素子を流れる電流に基づくセンサが使用されるが、磁界を測定するよりも、電流を測定するほうが困難である。
【００８４】
図２を再び参照すると、コイル素子１０８によって磁気ハンマ１１０に加えられる力に対向する、磁気減衰組立体１０４によって磁気ハンマ１１０に作用する力の例示的なプロファイルが、ページの下部に示されている。例えばコイル素子１０８が、磁気ハンマ１１０を第１の静止位置からストッパ１０２（領域１）に向けて移動させるように動作するとき、磁気減衰組立体１０４は、磁気ハンマ１１０を静止位置に向かって押す引力を提供することができる。この領域では、永久磁石１２０Ｒと強磁性要素１３０の間の磁気引力が、永久磁石１２０Ｒと減衰器磁石１３２の間の磁気反発力よりも優位にある。それに対して、コイル素子１０８が、磁気ハンマ１１０を第１の静止位置から磁気減衰組立体１０４（領域２）に向けて移動させるように動作するとき、磁気減衰組立体１０４は、距離が縮むにつれて増大する対向力を提供する。この領域では、永久磁石１２０Ｒと減衰器磁石１３２との間の磁気反発力が、永久磁石１２０Ｒと強磁性要素１３０との間の磁気引力よりも優位にある。具体的には、対向力は、この例では距離の逆四乗に比例する。しかし、対向力は、他の実施形態では異なる態様で変化することができる。例えばいくつかの実施形態では、領域２において磁気減衰組立体１０４によって与えられる対向力は、おおよそ一定とすることができる。
【００８５】
アクチュエータ２００−第２の例
図８は、別の実施形態によるアクチュエータ２００の第２の例を示している。さらにこの例では、上述した減衰器の第１および第２の機能は、磁気減衰組立体２０４を介した磁気減衰を使用して実現することができる。より具体的には、アクチュエータ２００は、ストッパ２０２と磁気減衰組立体２０４の間のハンマ経路２０６に沿ってスライド可能な磁気ハンマ２１０を有する。上述した第１と第２のフィードバックのいずれかまたは両方は、アクチュエータ２００を使用して提供することができる。
【００８６】
示されているように、アクチュエータ２００は、ハウジング２１２（例えばデバイス内部）に対して固定取り付けされたコイル素子２０８を有しており、磁気ハンマ２１０は、コイル素子２０８が作動されると、ハンマ経路２０６に沿って長手方向にスライド可能である。これらの実施形態では、図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃに示されているものなどの作動関数でコイル素子２０８が作動されたことに応答してフィードバックが生成されるように、アクチュエータ２００を操作することができる。しかし、上述した第１および第２のフィードバックのいずれかまたは両方を提供するために、任意の他の適切な作動関数が使用されてもよいことが、理解される。
【００８７】
この特定の例では、磁気減衰組立体２０４は、スペーサ２４８によって減衰器磁石２３２から分離された引き寄せ器磁石２３１を有する。スペーサ２４８は、強磁性材料から作ることができる。この実施形態では、アクチュエータ２００は、磁気ハンマ２１０が入っている細長いスリーブの形態で提供されたハンマ経路案内部２１４と、磁気減衰組立体２０４とを含んでいる。
【００８８】
描かれているように、磁気ハンマ２１０は第１の静止位置にあり、ここで磁気ハンマ２１０の永久磁石２２０Ｒの先端２３６は、減衰器磁石２３２から約２．２５ｍｍにある。理解されるように、図１の電子デバイス１０などの任意の電子デバイスは、アクチュエータ２００を含むことができる。
【００８９】
アクチュエータ３００−第３の例
図９は、別の実施形態によるアクチュエータ３００の第３の例を示している。この例では、上述した減衰器の第１および第２の機能は、機械減衰組立体３０４を介した機械減衰を使用して実現することができる。
【００９０】
より具体的には、アクチュエータ３００は、ハンマ経路３０６の２つの末端間のハンマ経路３０６に沿ってスライド可能な磁気ハンマ３１０を有する。ハンマ経路３０６の２つの末端のうちの一方は、ストッパ３０２の近位にあり、ハンマ経路３０６の２つの末端のうちの他方は、ストッパ３０２の反対側にある。上述した第１と第２のフィードバックのいずれかまたは両方は、アクチュエータ３００を使用して提供することができる。
【００９１】
描かれているように、磁気ハンマ３１０は、機械減衰組立体３０４の一部分であるばねマウント３５０を使用して電子デバイスのハウジング（例えばハウジング１２）に取り付けられている。ばねマウント３５０は、磁気ハンマ３１０がストッパ３０２から離れる方向に移動しているときに、磁気ハンマ３１０の移動を減衰させるように構成することができる。より具体的には、ばねマウント３５０は、磁気ハンマ３１０の移動によって、ばねマウント３５０が伸び（したがって最小の対向力を生じさせ）、磁気ハンマ３１０の移動によって、ばねマウント３５０が曲がり対向力を提供するように、構成することができる。ばねマウント３５０は、板ばねから形成されてもよい。
【００９２】
この実施形態では、減衰が機械減衰組立体３０４によって提供されることから、図２の磁気減衰組立体１０４、および図８の磁気減衰組立体２０４は省略することができる。
【００９３】
アクチュエータ４００−第４の例
図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃは、別の実施形態によるアクチュエータ４００の第４の例を示している。この例では、上述した減衰器の第１および第２の機能は、機械減衰器４０４を介した機械減衰を使用して実現することができる。
【００９４】
より具体的には、アクチュエータ４００は、ハンマ経路４０６に沿って、ハンマ経路案内部４１４の内側をスライド可能な磁気ハンマ４１０を有する。より具体的には、ハンマ経路案内部４１４は、磁気ハンマ４１０をハンマ経路４０６に沿ってどちらの方向にも長手方向に案内するように、コイル素子４０８内で、磁気ハンマ４１０の周りにぴったりと、ハンマ経路４０６に沿って提供される。上述した第１と第２のフィードバックのいずれかまたは両方は、アクチュエータ４００を使用して提供することができる。
【００９５】
この例に描かれているように、機械減衰器４０４は、ハンマ経路案内部４１４に付けられた端部４０４ａ、および磁気ハンマ４１０に付けられた別の端部４０４ｂを有する板ばね（「板ばね４０４」と呼ばれる）を含んでいる。静止時、板ばね４０４は、磁気ハンマ４１０を図１０Ａに示されている静止位置にするように適合される。
【００９６】
図１０Ｂに示されているように、板ばね４０４は曲がった状態である。より具体的には、磁気ハンマ４１０を板ばね４０４に向かって移動させるようにコイル素子４０８が作動されると、板ばね４０４が曲がって磁気ハンマ４１０を減速させ、それにより感じることはできるが聞くことはできない第１のフィードバックが生成される。
【００９７】
それに対して、図１０Ｃに示されているように、板ばね４０４は伸びた状態である。具体的には、磁気ハンマ４１０をストッパ４０２に向かって移動させるようにコイル素子４０８が作動されると、磁気ハンマ４１０がストッパ４０２に衝突し、感じかつ聞くことができる第２のフィードバックを生成することができるように、板ばね４０４が伸びる。
【００９８】
アクチュエータ５００−第５の例
図１１Ａ、および図１１Ｂは、別の実施形態によるアクチュエータ５００の第５の例を示している。この例では、上述した減衰器の第１および第２の機能は、減衰器組立体５０４を介した磁気減衰と機械減衰の両方を使用して実現することができる。
【００９９】
示されているように、アクチュエータ５００は、ハンマ経路５０６に沿って、ハンマ経路案内部５１４の内側をスライド可能な磁気ハンマ５１０を有する。より具体的には、ハンマ経路案内部５１４は、磁気ハンマ５１０をハンマ経路５０６に沿ってストッパ５０２と減衰器組立体５０４との間でどちらの方向にも長手方向に案内するように、コイル素子５０８内で、磁気ハンマ５１０の周りにぴったりと、ハンマ経路５０６に沿って提供される。減衰器組立体５０４は、任意の適切なタイプのばね（例えばコイルばね、板ばねなど）を含むことができる。
【０１００】
この例では、減衰器組立体５０４は、ストッパ５０２に対して固定されたベース部５５２、および接触ばね５５４を含んでいる。図１１Ａは、曲がった状態の接触ばね５５４を示している。より具体的には、接触ばね５５４は、図１１Ａに示されているように、磁気ハンマ５１０が減衰器組立体５０４に向かって移動するときに、磁気ハンマ５１０の移動を減衰して、第１のフィードバックを提供するために使用される。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、接触ばね５５４は、磁気ハンマ５１０の永久磁石５２０Ｒとの間の磁気引力が、図１１Ｂに示されている第１の静止位置を実現するように、強磁性材料から作られる。いくつかの他の実施形態では、ベース部５５２は、磁気ハンマ５１０の永久磁石５２０Ｒとの間の磁気引力が、第１の静止位置を実現するように、強磁性材料から作られる。代替的な実施形態では、接触ばね５５４とベース部５５２の両方が、強磁性材料から、または最終的には永久磁石から作られる。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、ベース部５５２を省略することができるように、接触ばね５５４がハウジング（例えば電子デバイス１０のハウジング１２）に対して直接固定される。この場合、減衰器組立体５０４は、（組立体ではなく）単に減衰器と呼ばれてもよく、接触ばね５５４は強磁性であってもよい。
【０１０３】
アクチュエータ６００−第６の例
図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１２Ｃは、別の実施形態によるアクチュエータ６００の第６の例を示している。この例では、上述した減衰器の第１および第２の機能は、機械減衰器６０４を介した機械減衰および磁気減衰を使用して実現することができる。
【０１０４】
より具体的には、アクチュエータ６００は、ハンマ経路６０６に沿って、ハンマ経路案内部６１４の内側をスライド可能な磁気ハンマ６１０を有する。より具体的には、ハンマ経路案内部６１４は、磁気ハンマ６１０をハンマ経路６０６に沿ってどちらの方向にも長手方向に案内するように、コイル素子６０８内で、磁気ハンマ６１０の周りにぴったりと、ハンマ経路６０６に沿って提供される。上述した第１と第２のフィードバックのいずれかまたは両方は、アクチュエータ６００を使用して提供することができる。
【０１０５】
この例に描かれているように、機械減衰器６０４は、ハンマ経路案内部６１４の遠位位置に付けられた端部６０４ａ、およびハンマ経路案内部６１４の近位位置に付けられた別の端部６０４ｂをそれぞれが有する１対のはさみばね（「はさみばね６０４」と呼ばれる）を含んでいる。静止時、はさみばね６０４は、磁気ハンマ６１０を図１２Ａに示されている静止位置にするように適合される。
【０１０６】
この実施形態では、はさみばね６０４は、磁気ハンマ６１０の永久磁石６２０Ｒとの間の磁気引力が、図１２Ａに示されている静止位置を実現するように、強磁性材料から作られる。
【０１０７】
図１２Ｂは、曲がった状態のはさみばね６０４を示している。実際、磁気ハンマ６１０をはさみばね６０４に向かって移動させるようにコイル素子６０８が作動されると、はさみばね６０４が曲がって磁気ハンマ６１０を減速させ、それにより感じることはできるが聞くことができない第１のフィードバックが生成される。
【０１０８】
それに対して、図１２Ｃは、伸びた状態のはさみばね６０４を示している。より具体的には、磁気ハンマ６１０をストッパ６０２に向かって移動させるようにコイル素子６０８が作動されると、磁気ハンマ６１０がストッパ６０２に衝突し、感じかつ聞くことができる第２のフィードバックを生成することができるように、はさみばね６０４が伸びる。
【０１０９】
アクチュエータ７００−第７の例
図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃは、別の実施形態によるアクチュエータ７００の第７の例を示している。この例では、上述した減衰器の第１および第２の機能は、磁気減衰組立体７０４を介した磁気減衰を使用して実現することができる。磁気減衰組立体７０４は磁気減衰組立体１０４と同様であり、したがって再び記述しない。
【０１１０】
この例では、磁気ハンマ７１０は、屈曲部７６０を使用してハウジング（例えば図１の電子デバイス１０のハウジング１２）に取り付けられる。屈曲部のいくつかの例が文献に記述されている（屈曲部についての詳しい情報は、例えば、ｈｔｔｐ：／／ｗｅｂ．ｍｉｔ．ｅｄｕ／ｍａｃｔ／ｗｗｗ／Ｂｌｏｇ／Ｆｌｅｘｕｒｅｓ／ＦｌｅｘｕｒｅＩｎｄｅｘ．ｈｔｍｌを参照）。
【０１１１】
屈曲部７６０は、磁気ハンマ７１０の移動を、ストッパ７０２と磁気減衰組立体７０４の間のハンマ経路７０６内に制限するように構成される。アクチュエータ７００に屈曲部７６０を提供することによって、図２において１１４で示されているものなどの、磁気ハンマ７１０の移動を制限するためのハンマ経路案内部を提供する必要がなくなる。
【０１１２】
図１３Ａは、ストッパ７０２と磁気減衰組立体７０４の間の中央の静止位置にある磁気ハンマ７１０を示している。
【０１１３】
図１３Ｂは、磁気ハンマ７１０が磁気減衰組立体７０４に向かって移動したときの屈曲部７６０の曲がりを示している。上述したように、この場合、磁気ハンマ７１０は第１の静止位置に維持され得る。
【０１１４】
それに対して、図１３Ｃは、磁気ハンマ７１０がストッパ７０２に向かって移動したときの屈曲部７６０の曲がりを示している。強磁性部分７４４がストッパ７０２に設けられたとき、強磁性部分７４４と磁気ハンマ７１０の永久磁石７２０Ｌとの間の引力によって、第２の静止位置を実現することができる。
【０１１５】
アクチュエータ８００−第８の例
図１４は、触覚フィードバックを提供するように動作することができるアクチュエータ８００の第８の例を示している。上述した実施形態と同様に、アクチュエータ８００は、対応した電子デバイスに振動／ブザー／可聴機能を提供するために、電子デバイスのハウジング１２に対して留め付けられ得る。
【０１１６】
アクチュエータ８００は、ストッパ８０２と、磁気減衰組立体８０４と、ストッパ８０２と磁気減衰組立体８０４の間に画成されたハンマ経路８０６と、ハンマ経路８０６に対して固定取り付けされたコイル素子８０８とを有する。磁気ハンマ８１０は、ハンマ経路８０６に沿って動くように案内可能に取り付けられる。この例では、磁気ハンマ８１０は、左側にＮ極、右側にＳ極を有する単一の永久磁石８２０を含んでいる。したがって、磁気ハンマ８１０は、図１５に示されているように磁気ハンマ８１０を囲む磁界線を有する。したがって磁気ハンマ８１０は、反対の極性の２つの永久磁石ではなく、ただ１つの永久磁石（または整合された極性を有する複数の永久磁石）を有することから、磁気ハンマ１１０とは異なっている。
【０１１７】
この特定の例では、磁気減衰組立体８０４は、引き寄せ器磁石８３１および減衰器磁石８３２を有する。引き寄せ器磁石８３１と減衰器磁石８３２の両方は、永久に整合した極を有する強磁性材料から作られる。磁気ハンマ８１０は、磁気ハンマ８１０と引き寄せ器磁石８３１が相互に引き寄せ合うように、磁極が引き寄せ器磁石８３１の磁極に整合した状態で、アクチュエータ８００のハンマ経路案内部８１４内に配設されている。その結果、磁気ハンマ８１０と減衰器磁石８３２の磁極は、相互に斥け合う。引き寄せ器磁石８３１と減衰器磁石８３２によってそれぞれ磁気ハンマ８１０に作用する引力と斥力によって、磁気ハンマ８１０がスライドすることのできるハンマ経路８０６に沿って静止位置が作り出される。
【０１１８】
しかし上述したように、引き寄せ器磁石８３１は、強磁性であるが永久に整合した極を持たない材料から作られた強磁性要素で、部分的にまたは全体的に置き換えることができる。これらの実施形態では、引き寄せ器磁石８３１と磁気ハンマ８１０との間の磁気引力と同様の磁気引力を実現するために、強磁性要素をより大きく、または磁気ハンマ８１０により近くする必要がある。
【０１１９】
アクチュエータ８００の動作中、図１６Ａおよび図１６Ｂを参照して以下で詳述されるように、磁気ハンマ８１０を静止位置からストッパ８０２に向かって移動させるようにコイル素子８０８を作動させることができ、その場合には、磁気ハンマ８１０はストッパ８０２に衝突して、可聴フィードバック（例えば可聴クリック音）を提供し、その後、永久磁石８２０と磁気減衰組立体８０４の引き寄せ器磁石８３１との間の磁気引力によって引き寄せられて、静止位置に向かって戻る。
【０１２０】
図１４に描かれている実施形態では、磁気ハンマ８１０の中心Ｃ１は、ハンマ経路８０６に沿ってコイル素子８０８の中心Ｃ２からずれている。より具体的には、この例では、磁気ハンマ８１０の中心Ｃ１は、磁気ハンマ８１０が静止位置にあるときに中心Ｃ２の左側にある。したがって、コイル素子８０８は、磁気ハンマ８１０を左側に退けるように所与の極性の電圧で作動され得る。それとは反対に、コイル素子８０８は、磁気ハンマ８１０の中心Ｃ１がコイル素子８０８の中心Ｃ２を通り過ぎるまで、磁気ハンマ８１０を右側に引き寄せるように、反対の極性の電圧で作動され得る。
【０１２１】
この実施形態では、磁気ハンマ８１０の静止位置は、ストッパ８０２において提供されない。より具体的には、ストッパ８０２は、磁気ハンマ８１０に対して磁気引力のない材料から形成される。しかし、別の実施形態ではそのような追加的な静止位置が提供されてもよい。
【０１２２】
静止位置が１つしかないので、コイル素子８０８に電力供給されないときには常に、磁気減衰組立体８０４の影響下で磁気ハンマ８１０は静止位置に戻ることになる。
【０１２３】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、磁気ハンマ８１０の移動シーケンスの例を示しており、磁気ハンマ８１０は最初に、磁気減衰組立体８０４の近位の静止位置に静止している。より具体的には、図１６Ａおよび図１６Ｂは、移動シーケンス中の異なる瞬間ｔ１〜ｔ５のスナップショットを含んでおり、ｔ５＞ｔ４＞ｔ３＞ｔ２＞ｔ１である。
【０１２４】
図１６Ａに示されているように、瞬間ｔ１において、磁気ハンマ８１０は静止位置にある。この段階では、コイル素子８０８は作動されていない。永久磁石８２０と引き寄せ器磁石８３１の間の磁気引力と、永久磁石８２０と減衰器磁石８３２の間の磁気斥力の両方によって、磁気ハンマ８１０が静止位置に維持される。
【０１２５】
図１６Ａに示されているように、瞬間ｔ２において、コイル素子８０８を第２の極性（例えば−５Ｖ）で作動させることによって、磁気ハンマ８１０は、静止位置からストッパ８０２に向かって所与の速度に加速される。この点で、コイル素子８０８の作動によって、ストッパ８０２に向けて永久磁石８２０が退けられる。減衰器磁石８３２と、永久磁石８２０との間の磁気斥力は、このステップでは助力になり得る。
【０１２６】
図１６Ａに示されているように、瞬間ｔ３において、磁気ハンマ８１０は、所与の速度でストッパ８０２の非磁性衝突面８１２に衝突し、それにより磁気ハンマ８１０の移動が止まる。図１６Ａに示されているアクチュエータ８００の動作によって、触覚フィードバックと可聴フィードバックの両方を含む第２のフィードバックを作り出すことができる。
【０１２７】
図１６Ｂに示されているように、瞬間ｔ４において前記衝突の後、磁気ハンマ８１０は、コイル素子８０８が停止しているときでも、永久磁石８２０と磁気減衰組立体８０４の引き寄せ器磁石８３１との間の磁気引力によって引き寄せられて静止位置に戻り、瞬間ｔ５に示されている静止位置に戻る。
【０１２８】
それとは反対に、アクチュエータ８００の動作中、図１７Ａおよび図１７Ｂを参照して以下で詳述されるように、磁気ハンマ８１０を静止位置から磁気減衰組立体８０４に向かって移動させるようにコイル素子８０８を作動させることもでき、その場合には、磁気減衰組立体８０４は、触覚フィードバックを提供するが可聴フィードバックを提供しないように、磁気ハンマ８１０の動きを減衰させて、磁気ハンマ８１０と磁気減衰組立体８０４との衝突を防止する。次いで磁気ハンマ８１０は、磁気減衰組立体８０４の減衰器磁石８３２によって退けられて静止位置に戻る。
【０１２９】
図１７Ａおよび図１７Ｂは、磁気ハンマ８１０の別の移動シーケンスの例を示しており、磁気ハンマ８１０は最初に、磁気減衰組立体８０４の近位の静止位置に静止しており、コイル素子８０８の作動に応答して磁気減衰組立体８０４に向かって右向きに移動し、コイル素子８０８が停止されると、磁気減衰組立体８０４によって退けられて静止位置に戻る。
【０１３０】
より具体的には、図１７Ａおよび図１７Ｂは、移動シーケンス中の異なる瞬間ｔ６〜ｔ１１のスナップショットを含んでおり、ｔ１１＞ｔ１０＞ｔ９＞ｔ８＞ｔ７＞ｔ６である。図１７Ａに示されているように、瞬間ｔ６において、磁気ハンマ８１０は静止位置にある。この段階では、コイル素子８０８は作動されておらず、磁気ハンマ８１０と磁気減衰組立体８０４の間で磁気的平衡があることから、磁気ハンマ８１０は静止位置に静止している。より具体的には、磁気減衰組立体８０４の減衰器磁石８３２と、磁気ハンマ８１０の永久磁石８２０との間の斥力が、磁気減衰組立体８０４の引き寄せ器磁石８３１と、磁気ハンマ８１０の永久磁石８２０との間の引力を打ち消す。
【０１３１】
磁気ハンマ８１０の移動をこのシーケンスで開始するために、コントローラは、コイル素子８０８と磁気ハンマ８１０の間で磁力を生成するような態様で、信号源８２４を介して第１の極性の電圧（例えば＋５Ｖ）によってコイル素子８０８を作動させる。このコイル素子１０８の作動は、瞬間ｔ７およびｔ８の間、維持される。
【０１３２】
図１７Ａに示されているように、瞬間ｔ７において、コイル素子８０８の作動によって、磁気ハンマ８１０は、静止位置から磁気減衰組立体８０４に向かって所与の速度に加速される。この点で、コイル素子８０８の作動によって、磁気減衰組立体８０４に向けて永久磁石８２０が引き寄せられる。
【０１３３】
図１７Ａに示されているように、瞬間ｔ８において、コイル素子８０８の作動によって、コイル素子８１０はなお永久磁石８２０を引き寄せる。コイル素子８０８は、磁気ハンマ８１０の中心Ｃ１がコイル素子８０８の中心Ｃ２を通り過ぎる前に、停止される。次いで、磁気ハンマ８１０が惰性によって磁気減衰組立体８０４に向かって移動し続けるとき、磁気減衰組立体８０４の減衰器磁石８３２と、永久磁石８２０との間の磁気反発力によって、磁気ハンマ８１０が減速し、最後には速度ゼロになって、磁気減衰組立体８０４に衝突するのが回避される。
【０１３４】
図１７Ｂに示されているように、瞬間ｔ９において、磁気ハンマ８１０の先端８３６は静止位置と磁気減衰組立体８０４との間にあり、減衰器磁石８３２と永久磁石８２０の間の磁気反発力によって、磁気ハンマ８１０は、コイル素子８０８が停止しているときでも磁気減衰組立体８０４に衝突することなく「跳ね返り」、静止位置に向かって移動する。このように、触覚フィードバックは生成されるが、可聴フィードバックは生成されない。
【０１３５】
図１７Ｂに示されているように、瞬間ｔ１０において、磁気ハンマ８１０は静止位置に戻り、ここで永久磁石８２０と引き寄せ器磁石８３１の間の磁気引力、および永久磁石８２０と減衰器磁石８３２との間の磁気反発力の両方によって、磁気ハンマ８１０が静止位置に維持される。
【０１３６】
図１７Ａおよび図１７Ｂに示されているアクチュエータ８００の動作によって、触覚フィードバックを含む第１のフィードバックを作り出すことができる。例えば第１のフィードバックは、アクチュエータ８００を含む電子デバイスのタッチスクリーン上のボタンを押すことに応答して提供され得る。磁気ハンマ８１０の移動は、磁気減衰組立体８０４によって減衰され、磁気ハンマ８１０は磁気減衰組立体８０４に衝突しない。したがって、第１のフィードバックを感じることはできるが、それを聞くことはできない。
【０１３７】
アクチュエータ９００−第９の例
図１８は、別の実施形態によるアクチュエータ９００の第９の例を示している。示されているように、アクチュエータ９００は、ハンマ経路案内部９１４に対して固定取り付けされたコイル素子９０８と、右側のストッパ９０２および左側の磁気減衰組立体９０４によって画成されたハンマ経路９０６に沿って長手方向にスライド可能である磁気ハンマ９１０とを有している。
【０１３８】
この例では、磁気ハンマ９１０は、整合した極性（すなわち整合した磁極）を有し、直径２ｍｍおよび長さ６ｍｍを有する永久磁石を形成している一連の永久磁石９２０を含んでいる。
【０１３９】
さらにこの例では、減衰器磁石９３２はＮｄＦｅＢＮ４５から作られる。減衰器磁石９３２は、直径１ｍｍおよび長さ２ｍｍを有する。
【０１４０】
さらにこの例では、引き寄せ器磁石９３１はＮｄＦｅＢＮ４５から作られる。引き寄せ器磁石９３１は、直径２ｍｍおよび長さ７ｍｍを有する。引き寄せ器磁石９３１および減衰器磁石９３２は、引き寄せ器磁石９３１よりも減衰器磁石９３２のほうがコイル素子９０８に近い状態で、ハンマ経路９０６に沿って０．５ｍｍの離間距離で互いに離間している。
【０１４１】
この実施形態では、磁気ハンマ９１０は、磁気減衰組立体９０４の減衰器磁石９３２から約２．５０ｍｍの静止位置を有する。磁気ハンマ９１０の中心Ｃ１は、コイル素子９０８の中心Ｃ２の０．５ｍｍ右側にある。
【０１４２】
この例では、ハンマ経路案内部９１４はアクリルプラスチックから作られ、ハンマ経路案内部９１４は２５ｍｍの長さＬ１を有しており、３．７ｍｍの長さＬ２の辺をもつ矩形断面を有する端部部分を有している。描かれているように、左側の端部部分は、引き寄せ器磁石９３１および減衰器磁石９３２を受けるように形状およびサイズ設定されている。ハンマ経路案内部９１４の中間部分は、直径２．７ｍｍの円形の断面を有しており、その周りにコイル素子９０８が巻かれている。
【０１４３】
アクチュエータ１０００−第１０の例
図１９は、別の実施形態によるアクチュエータ１０００の第１０の例を示している。描かれているように、アクチュエータ１０００は、電子デバイスのハウジング１２内に収容することができる。この例では、アクチュエータ１０００は、左側の第１の減衰組立体１００４Ｌ、右側の第２の減衰組立体１００４Ｒ、第１と第２の減衰組立体１００４Ｌと１００４Ｒの間のハンマ経路１００６とを有している。コイル素子１００８は、ハンマ経路１００６に対して固定取り付けされており、磁気ハンマ１０１０は、ハンマ経路１００６に沿って動くように案内可能に取り付けられる。図２の実施形態と同様に、磁気ハンマ１０１０は２つの反対側の端部を有し、磁気ハンマ１０１０のそれぞれの端部は、２つの永久磁石１０２０Ｌおよび１０２０Ｒのうちの対応した磁石を有する。２つの永久磁石１０２０Ｌおよび１０２０Ｒは、上述したように反対の極性を有する。
【０１４４】
この実施形態では、磁気ハンマ１０１０は、コイル素子１００８を作動させたときに発せられる磁界によって、コイル素子１００８を作動させた極性に応じた２つの反対方向のうちのいずれかの方向にハンマ経路１００６に沿って長手方向にスライドされるように、電磁的に係合可能である。第１および第２の減衰組立体１００４Ｌおよび１００４Ｒのそれぞれは、磁気ハンマ１０１０が、第１および第２の減衰組立体１００４Ｌおよび１００４Ｒのうちの対応する組立体に向かって長手方向にスライドするときに、磁気ハンマ１０１０を減速するように適合される。
【０１４５】
理解され得るように、第１の減衰組立体１００４Ｌは、引き寄せ器磁石１０３１Ｌおよび減衰器磁石１０３２Ｌを含んでいる。同様に、第２の減衰組立体１００４Ｒは、引き寄せ器磁石１０３１Ｒおよび減衰器磁石１０３２Ｒを含んでいる。
【０１４６】
第１および第２の減衰組立体１００４Ｌおよび１００４Ｒを使用することによって、２つの静止位置を存在させることができる。より具体的には、磁気ハンマ１０１０は、第１の減衰組立体１００４Ｌの近位にある、２つの静止位置のうちの第１の静止位置で静止する、または第２の減衰組立体１００４Ｒの近位にある２つの静止位置のうちの第２の静止位置で静止することができる。
【０１４７】
理解され得るように、上述し図示した例は、単に例示的であることが意図されている。範囲は、添付の請求項によって示される。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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